Inhoud
Negatieve feedbackloops spelen een belangrijke rol in hoeveel van de systemen van het menselijk lichaam onder controle blijven. Een negatieve terugkoppelingslus, ook wel een remmende lus genoemd, is een soort zelfregulerend systeem. In een negatieve terugkoppelingslus, verhoogde output van het systeem remt toekomstige productie door het systeem. Met andere woorden, het systeem controleert hoeveel product het maakt door de productie stop te zetten wanneer de output of de hoeveelheid geaccumuleerd product te hoog wordt.Negatieve feedbacksystemen zijn verantwoordelijk voor vele soorten hormoonregulatie in het menselijk lichaam. Ze zijn goed in het handhaven van een relatief constant niveau van output.
Negatieve feedback-loops Beheer de productie
Stel je voor dat het lichaam een fabriek is die Product X maakt. Stel je bovendien voor dat het maken van te veel Product X duur en verkwistend is. Daarom heeft het lichaam een manier nodig om de fabriek te sluiten als er genoeg Product X is gemaakt. Het doet dit door middel van een negatieve feedbacklus. Dat betekent dat de productiesnelheid gevoelig is voor de hoeveelheid Product X. Wanneer het begint op te bouwen, vertraagt de productie en stopt dan.
Het kan helpen om de fabriek te zien als een hele grote lopende band die aan het eind de planken voedt. Als de planken vol raken, moet de lijn langzamer gaan lopen. Het product kan nergens worden neergezet. Als de planken echter leeg zijn, is er voldoende ruimte. De lopende band kan versnellen totdat de planken weer vol zijn. Hoe sneller de lopende band reageert, des te meer kan de fabriek de schappen altijd op het juiste niveau gevuld houden.
Het tegenovergestelde hiervan zou een positieve feedbacklus zijn. In dat geval, hoe meer Product X er was, hoe sneller de plant meer zou maken. Dit type systeem loopt gemakkelijk uit de hand. Een negatieve feedbacklus daarentegen is zelfregulerend.
Voorbeelden
Een zeer goed begrepen negatieve feedbacklus is de menstruatiecyclus bij vrouwen: de hypothalamus produceert gonadotropine-releasing hormone (GnRH). De GnRH signaleert de hypofyse om follikelstimulerend hormoon (FSH) te produceren. FSH vertelt de eierstokken om oestrogeen te produceren. Hoge oestrogeenspiegels (evenals progesteron en testosteron, die door soortgelijke lussen worden gereguleerd) remmen vervolgens de productie van GnRH. Dit zorgt ervoor dat de hypofyse minder FSH aanmaakt, waardoor de eierstokken minder oestrogeen maken.
Hoe hormonen de leiding nemen over uw menstruatiecyclus
Een andere negatieve feedbacklus regelt de vaginale zuurgraad De normale vaginale pH is ongeveer 4-mild zuur. Dit helpt de groei van problematische bacteriën en SOA's te voorkomen. In feite is een van de kenmerken van bacteriële vaginose een pH van meer dan 5. Het melkzuur dat deze pH handhaaft, wordt gemaakt door lactobacillen, een deel van de normale vaginale flora. Deze bacteriën groeien sneller en produceren meer zuur bij een hogere pH. Wanneer de pH vervolgens in de buurt van 4 komt, vertragen ze en stoppen ze. Dit is hoe de pH in de vagina wordt gereguleerd. Het verklaart ook enkele verschillen in de vaginale pH van vrouwen. De pH varieert afhankelijk van de specifieke bacteriën die aanwezig zijn.
Op zoek naar homeostase
Een sleutelwoord dat belangrijk is bij het begrijpen van negatieve feedbackloops, ishomeostase. Homeostase wordt gedefinieerd als de neiging van een systeem tot stabiliteit. Homeostase is erg belangrijk in het menselijk lichaam. Veel systemen moeten zichzelf reguleren om ervoor te zorgen dat het lichaam optimaal blijft voor de gezondheid.
Sommige systemen die reguleren door middel van negatieve feedback om homeostase te bereiken, zijn onder meer:
- Bloeddruk
- Lichaamstemperatuur
- Bloed suiker
Wanneer individuen problemen hebben met het onderhouden van deze systemen, kan dit komen door een ziektetoestand die de verantwoordelijke negatieve feedbacklus beïnvloedt.
Bij diabetes reageert de alvleesklier bijvoorbeeld niet goed op een hoge bloedsuikerspiegel door meer insuline aan te maken, bij type 1 diabetes komt dit doordat er geen cellen beschikbaar zijn om insuline aan te maken. Het immuunsysteem van een persoon heeft de "fabriek" beschadigd of vernietigd.
Bij type 2-diabetes komt dit doordat de alvleesklier niet zo gevoelig is voor bloedsuikersignalen van het lichaam. Daarom produceert het nietgenoeg insuline als reactie op de stijging van de bloedsuikerspiegel. In beide gevallen is de persoon niet langer in staat om de homeostase in zijn bloedsuikersysteem te handhaven zonder de hulp van medische of gedragsmatige interventie.